Способ формирования рельефа на полупроводниковой пластине

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) (11) 218857 Ь 21/306 51 е 8 та пр ность 1-5 и ной м ГОСУДАРСТВЕННЬ)Ч НОРИТЕТ СССРпо делдм изоБРетений и отнРыт 1 е ПИСАНИЕ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1 (46) 23.0.90. Бюл. В 39(56) . Агава А., Сарово С, ЕлеергоГ 1 ев 1 п гЬе р 1 аява. ейсМп 8 о 1ро 1 усгувга 11 пе а 1).соп. - 1. оГ гЬЕ 1 есггосЬев 1 са 1 Яос),егу, 1981, 12В 2, рр. 366-370.2. Международная заявка УО 80/00639, кл.Н 01 Ь 21/312,. 21/316, 21/318, опублик, 1980.3. Авторское свидетельство СССВ 1099776, кл. Н О Ь 2 1/300, 982(54)(51) СПОСОБ ФОР 1 ПРОВАНИЯ РЕЛЬНА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛАСТИНЕ,Включаеций операции нанесения фот реэиста на подложку, сушку, экспонирование, проявление, плазменную обработку фотореэиста в ВЧ-диодной системе и инертной среде при давлении О, 1-100 Па и температуре подложки 20-80 С и плазменное травление, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения технологического процесса, плазменную.обработку фоторезиста и травление проводят в одном вакуумном цикле, причем плазменную обработку фотореэисоводнт в три стадии, дпителькаждой из которых составляетин, при трех значениях удельощности: 0,2 ф 0,02;0,5+0,05 и 1,Оф 0,1 Вт/см .1И-,бретви относится к технологии изготовления интегральных схем, н частности к изготовлению интег" ральвых схем с понышенной плотностью элементов.Известен способ формирования рельефа на полупроводниковой пластине, включающий формирование фоторезистивной маски и плазменное;трав" ление полупроводника через эту мас" ку. В данном способе для увеличе-, ния стойкости фотореэиста, особенно при травлении слоев с толщиной 1,5- 2 мкм, при плазменном травлений про" водят высокотемпературную сушку вплоть до 210 С.Недостатком данного способа явля" ется уход размеров при плазменном травлении вследствие пологого профиля боковых стенок маски фоторезиста. Так, при температуре сушки 90 С он составляет 60 , при 140 С - 45 , ао о о при 210 С - 25 , Это затрудняет формирование элементов ИС с высокой точностью за счет закругления края рельефа фотореэиста.Другой известный способ формирования рельефа на полупроводниковой пластине включает формирование дополнительного слоя двуокиси кремния, с помощью котоого формируют рельеф заданной формы плазменным травлением.0 днако этот способ имеет длительный технологический цикл изготовления и не обеспечивает точной пе" редачи иэображения на фоторезистивной маске на полупроводниковую подложку элементон с субмикронными размерами и ограничивает применение плазменного травления.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо. соб формирования рельефа на полупроводниковой пластине, включающий операции нанесения фоторезиста .на подложку, сушку, экспонирование, проянление,плазменную обработку фоторезиста в ВЧ-диодной системе в инертной среде при давлении 0,1- 100 Па и,температуре подложки 20-80 С и плазменное травление 31 .Недостатком известного способа является длительность технопогического процесса формирования рельефа на полупроводниковой пластине из-за необходимости проведения высокотемпературной сушки фоторео эиста при температуре 120-210 С, 218857, 2 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 40 что приводит к необходимости эадейстнонания установок ИК-сушки, При этом происходят дополнительные- операции по загрузке и выгрузке подложек в устанонку ИК-сушки, а при проведении плазменного травле ния необходимо провести загрузку подложек в реактор установки плазменного травления и провести подготовку установки для получения давления 0,1-100 Па, причем эта подгоонка необходима как при плазменной обработке фоторезиста, так и при плазменном травлении.Целью изобретения является сокращение технологического процесса.Это достигается тем,что в способе формирования рельефа на полупроводниковой подложке, включающем операции нанесения фоторезиста на подложку, сутпку, экспонирование, нроянление, плазменную обработку фоторезиста н ВЧ-диодной системе н инертной среде при давлении 0,1-100 Па и температуре подложки 20-80 С и плазменное травление, плазменную обработку фоторезиста и травление проводят в одном вакуумном цикле, причем плазменную обработку фоторезиста проводят в три стадии, дпительность каждой из которых составляет 1-5 мин,. при удельной мощности 0,2+0,02;0,5+0,05 и 1,0 ф 0, 1 Вт/см .Изобретение позволяет сократить технологический процесс формирования рельефа на полупроводниковой подложке в сравнении с прототипом на время проведения высокотемпературной сушки и связа.1 ных с ней второстепенных операций по загрузке и выгрузке подложек, на время загрузки полупроводниковых подложек и подготовки установки, для получения давления 0,1-100 Па,к проведениюплазменного травления. Ступенчатоеувеличение удельной мощности формирует фоторезистивную маску с плазмостойкостью, обеспечивающей наименьшийуход размеров при переходе к плазменному травлению, что позволяет прово. дить формирование рельефа на полупронодннковой подложке в одном технологическом цикле.Увеличение плазмостойкости фоторезистивной маски достигается за счет ступенчатого, воздействия нафотореэист ультрафиолетового излучения, электроннои и ионной бомбарднронок и поверхностного нагрева.Тираж .460 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5,Заказ 4355 филиал ППП "Патент", .". Ужгород, ул. Проектная, 4 31 Происходит обработка фоторезйст, которая приводит к образоваиин задубленного слоя, фиксирующего крутой профиль маски, что позволяет пе. рейти к плазменному травлению.Экспериментально установлено, что для получения крутого профиля боковых стенок маски необходима плазменная обработка фоторезиста в три стадии: при удельной мощности 0,2 ф0,5+:3,05 и 1,0+О, 1 Вт/см, каждая стадия должна проводиться в течени 1-5 мин, Отклонения эа укаэанные Границы режима вызывают неконтролируемое изменение боковых/стенок фоторезистивной маски и некон тролируемые уходы размеров при травлении.Пример. Проводят формирование рельефа в пленке ФСС, нанесенной на полупроводниковую пластину. Толщина пленки ФСС составляет 1,610,2 мкм, содержание Р О 18-20 Х. На слой фСС наносят фотореэист ФПтолщиной 1,5"2 мкм. После ИК-сушки слоя фотореэиста при,температуре 100 С в те. - чение 5-7 мин проводят экспонирование при освещенности 35 тыс.лк в течение 30 с и проявление изображенияов 0,5 й-ном растворе КОН в Н О в те,чение 25 с.Образцы с проявленным фоторезистивньа 4 рисунком обрабатывают в ВЧ- диодной системе в среде азота с дав- . лением 100 Па со ступенчатым изменением удельной мощности от 0,2 до ,1,0 Вт/см в течение 15 мин, Измерения. проводят на растровом электронном микроскопе. Установлено, что краевой угол фотореэиста составляет 8513 Часть образцов обрабатывают вд .плазме при давлении 0,1 Па в течение 3 мин.Краевой угол фоторезиста при измерении на рдс трс лом олсхтроилом)микроскопе состроил 86.,Плазменное тралл.нс. ллснви фССпроводят в гало ге нс оде ржаще й с релепри давлении СГ 13, 1 11 л и давлении смеси СР с азотом 26,6 Па,удельной мощности 1 Вт/см" и скопрости травления 800 А/мин,Измерения, проводимые с помощью1 О растрового электронного микроскопа,показывают, что уход размеров притравлении окон 1,5 х 1,5 мкм в пленкеФСС толщиной 1,6+0,2 мкм с содержанием фосфорного ангидрида 18-207составляет 0,1 мкм. Для сравненияисследуют образцы с окнами 3,7 съ 3,7 мкм, у которых плазменнуюобработку фоторезиста не проводят,а выполняют высокотемпературнуюсушку после проявления. В результате получают краевой угол фоторезисота 40-43 , отклонение линейного размера окна, вытравл".нного в пленкефСС через такую маску, составило0,6-0,8 мкм.Применение изобретения позволяет улучшить адгеэию фоторезиста,повысить плазмостойкость, а такжеформировать профиль, близкий к вертикальному. Это позволяет формироватьэлементы интегральных схем с повышен.ной точностью, использовать прецизионный метод плазменного травления.Данный способ проще прототипа,позволяет сократить технологичесЗ 5 кий цикл формирования рельефа заданной формы, поскольку исключает высо-окотемпературную сушку после плазменной обработки фотореэиста, данный способ позволяет формировать40элементы интегральных схем плазменным травлением с уходом размеров0,1 мкм.